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2015 年度 実績報告書

人間の運動制御器のデータベース化とそれに基づく運動戦略設計のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 25820086
研究機関東京大学

研究代表者

山本 江  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20641880)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード神経筋骨格モデル / 非線形制御 / 動力学解析 / ヒューマノイド
研究実績の概要

本研究では、運動コントローラ・データベースを構築することで人間の運動遷移の仕組みを解明することを目指し、その基礎研究として人間の力学モデルにおいて力学的拘束条件を満足する状態集合(最大CPI集合)を計算する手法を確立することを目的とする。
本年度は、これまでに開発してきた「大自由度モデルにおけるコントローラを簡略化モデルにおけるコントローラに等価変換する手法」を更に押し進め、以下の2つの運動解析・制御手法を開発した。
1.人間やヒューマノイドの各関節において設計されたコントローラを、身体全体の重心を制御するコントローラへ変換する手法を開発した。重心を制御するコントローラを計算することにより、前年度までに開発した簡略化モデルに基づく最大CPI集合に基づく運動遷移制御を適用することが可能となる。当該年度では特に、本手法を筋骨格モデル等の複雑なモデルにも適用できるように基盤となるソフトウェアを整備した。
2.1の手法の応用として、簡略化モデルに基づいて設計した重心コントローラを各関節のコントローラへ適切に配分する手法を開発した。1の手法が運動の「解析(analysis)」を行うものであったのに対し、この手法は運動の「統合(synthesis)」に必要な逆問題を解くものであり、運動のコツの設計等へ応用できる成果である。本手法を応用することで、例えば、人間がある運動を行うのに必要な筋力等のパラメータを算出することも期待できる。
以上の2つの運動解析・制御手法の開発に加え、これまでに進めてきた最大CPI集合に基づいた運動遷移制御について、シミュレーション上でより多くのケーススタディを行った。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ヒューマノイドのリミットサイクル型コントローラにおける最大出力許容集合と運動遷移制御2016

    • 著者名/発表者名
      山本江, 志鷹拓哉
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 34 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control Strategy Switching for Humanoid Robots Based on Maximal Output Admissible Set2016

    • 著者名/発表者名
      Ko Yamamoto
    • 雑誌名

      Robotics and Autonomous Systems

      巻: 未定 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.robot.2016.03.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Falling Detection for Humanoid Robot based on MOA Set with Macroscopic Feedback Gain2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Yamamoto
    • 学会等名
      The14th World Congress in Mechanism and Machine Science
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-10-25 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 重心粘弾性行列とCapture Point の拘束に対するMOA集合に基づくヒューマノイドの転倒判定2015

    • 著者名/発表者名
      山本江
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区)
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-05
  • [学会発表] 冗長ロボットの零空間を利用した粘弾性の分配制御2015

    • 著者名/発表者名
      山本江
    • 学会等名
      第33回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区)
    • 年月日
      2015-09-03 – 2015-09-05
  • [学会発表] Maximal Output Admissible Set for Limit Cycle Controller of Humanoid Robot2015

    • 著者名/発表者名
      Ko Yamamoto and Takuya Shitaka
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 発表場所
      Washington State Convention Center in Seattle, Washington, USA
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒューマノイドロボットの重心インピーダンス行列2015

    • 著者名/発表者名
      山本江
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      京都市勧業館「みやこめっせ」(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [備考] Ko Yamamoto - Research

    • URL

      http://www.nml.t.u-tokyo.ac.jp/member/yamamoto/research-j.html

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公開日: 2017-01-06  

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